滑坡勘察成果分析及防治效果评价.pdf

江西建材岩土工程与勘察2012023年6 月滑坡勘察成果分析及防治效果评价孙海浩1，王 园1,21.中国建筑东北设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006；2.中建东设岩土工程有限公司，辽宁 沈阳 110006摘 要：文中先结合勘察成果，开展滑坡稳定性分析，再在滑坡防治设计基础上，结合防治后变形数据开展防治效果评价。结果表明，滑坡不同位置在不同工况条件下的稳定系数存在不同，尤其是主滑面的稳定储备相对较差，因此，开展防治十分必要；同时，结合滑坡特征，将防治措施设计为抗滑桩，滑坡防治后各监测点在现状条件、后续条件下的变形均在可控范围内，说明滑坡防治效果较优，验证了防治措施的有效性。关键词：滑坡；勘察成果；防治效果；变形监测中图分类号：P642文献标识码：A文章编号：1006-2890（2023）06-0201-03Analysis of Landslide Survey Results and Evaluation of Prevention and Control EffectsSun Haihao1，Wang Yuan1,21.China Northeast Architectural Design and Research Institute Co.Ltd.,Shenyang,Liaoning 110006;2.China Construction Dongshe Geotechnical Engineering Co.Ltd.,Shenyang,Liaoning 110006Abstract:This article first combines the survey results to conduct landslide stability analysis.Then,based on the design of landslide prevention and control,combined with deformation data after prevention and control,the evaluation of prevention and control effects is carried out.The analysis results indicate that the stability coefficient of landslides varies at different locations under different working conditions,especially the stability reserve of the main sliding surface is relatively poor.Therefore,it is necessary to carry out its prevention and control;At the same time,based on the characteristics of the landslide,the prevention and control measures were designed as anti slip piles,and the deformation of each monitoring point after the landslide prevention and control was within a controllable range under current and subsequent conditions,indicating that the landslide prevention and control effect was relatively good,verifying the effectiveness of the prevention and control measures.Key words:Landslide;Survey results;Prevention and control effect;Deformation monitoring作者简介：孙海浩（1985-），男，吉林梅河口人，硕士，高级工程师，主要研究方向为岩土勘察设计。0 引言滑坡是常见的地质灾害之一，因此，开展勘察成果分析及防治效果评价具有重要意义1-2。张诏飞等3通过数值模拟构建了滑坡稳定性评价模型；李春阳等4利用传递系数法实现了滑坡稳定性分析；张卢明等5基于变形监测数据评价了滑坡防治效果；左韵琳等6从滑坡稳定性角度评价了防治措施的合理性。相关研究的分析思路相对较为单一，并未涉及上述两方面的综合评价，因此，本文先结合勘察成果，开展滑坡稳定性分析，在滑坡防治设计基础上，结合防治后变形数据开展防治效果评价，以期为滑坡防治提供理论依据。1 工程概况某滑坡区具有侵蚀中低山地貌，区内高程介于157485 m，高差约328 m，起伏较大；地表具有明显阶梯状特征，斜坡坡度多介于2046，地表植被较为发育。滑坡平面近似呈“簸箕状”，具体如图1 所示，主滑方向约337，纵向长度约320 m，横向宽度约150 m，厚度在1226m，平均厚度约20 m，总体积约96104 m3，属中型滑坡。图1滑坡平面形态特征据调查资料显示，此滑坡于2013年7月开始变形，其后历江西建材岩土工程与勘察2022023年6 月年降雨条件下也发生了程度不一的变形，因此，此滑坡变形显著，开展稳定性分析及防治效果评价显得格外重要。2 滑坡稳定性分析2.1 稳定性计算基础信息根据工程经验，采用显示解计算滑坡稳定系数，其计算公式为：（1）式中，Ri为第 i条块的抗滑力（kN），i为传递系数，Ti为第i条块的下滑力（kN），n为条块数。在稳定系数计算基础上，再进一步开展剩余下滑力计算，公式为：（2）式中，Pi为第 i条块的剩余抗滑力（kN），Fst为安全系数。据室内试验结果统计，得到滑体天然重度为23.1 kN/m3，饱和重度为24.3 kN/m3。滑带天然强度中黏聚力为21.1 kPa，内摩擦角为23.6；饱和强度中黏聚力为16.1 kPa，内摩擦角为17.5。为保证滑坡稳定性计算结果的准确性，将计算剖面设置为3 个，如图1 所示，计算工况设置为天然工况、暴雨工况和地震工况。2.2 稳定性计算结果鉴于2.1 节计算公式，此节重点对滑坡稳定系数和剩余下滑力进行计算。2.2.1 稳定系数计算结果经计算结果统计，3 个剖面的稳定系数为：A-A剖面：天然工况的 Fs1 为1.201，暴雨工况的 Fs2 为1.06，地震工况的 Fs3 为1.124。B-B剖面：天然工况的 Fs1 为1.195，暴雨工况的 Fs2 为1.01，地震工况的 Fs3 为1.103。C-C剖面：天然工况的 Fs1 为1.235，暴雨工况的 Fs2 为1.10，地震工况的 Fs3 为1.147。据上，3个剖面在不同工况条件下的稳定系数存在不同，尤其主滑面（B-B剖面）的稳定储备相对较差，尤其在暴雨工况条件下，具欠稳定状态，即此滑坡在不利工况条件下具有较大的失稳风险。2.2.2 剩余下滑力计算结果对3 个剖面的剩余下滑力进行计算，结果为：A-A剖面：拟设抗滑桩处的主动土压力为752.51 kN/m，剩余下滑力为1 028.91 kN/m，按不利原则，此剖面剩余下滑力的设计值为1 028.91 kN/m。B-B剖面：拟设抗滑桩处的主动土压力为863.70 kN/m，剩余下滑力为1 304.82 kN/m，按不利原则，此剖面剩余下滑力的设计值为1 304.82 kN/m。C-C剖面：拟设抗滑桩处的主动土压力为501.46 kN/m，剩余下滑力为758.19 kN/m，按不利原则，此剖面剩余下滑力的设计值为758.19 kN/m。3 滑坡防治效果评价3.1 防治方案设计由于此滑坡剩余下滑力较大，规模也较大，本文提出应用抗滑桩进行滑坡防治；同时，据2.2 节计算结果，3 个剖面的稳定系数、剩余下滑力存在较大差异，因此，有必要针对剖面分别进行抗滑桩设计，结果为：A型桩。此型抗滑桩主要针对 A-A剖面，桩长设计为22 m，共计8根（A1-A8），其中，锚固段10.5 m、受力段11.5 m、桩间距4.0 m、截面尺寸2.0 m1.6 m。B型桩。此型抗滑桩主要针对 B-B剖面，桩长设计为25 m，共计12 根（B1-B12），其中，锚固段12.0 m、受力段13.0 m、桩间距4.0 m、截面尺寸3.0 m2.5 m。C型桩。此型抗滑桩主要针对 C-C剖面，桩长设计为18 m，共计15根（C1-C15），其中，锚固段8.5 m、受力段9.5 m、桩间距4.0 m、截面尺寸1.8 m1.4 m。3.2 防治效果分析3.2.1 分析方法构建滑坡防治效果分析包含两个步骤，（1）于滑坡地表设置3个变形监测点（布置见图1，即 DX1-DX3），若其变形均在控制值范围内，说明现状条件下的滑坡防治有效；（2）通过变形预测掌握滑坡变形发展规律，若其后续变形仍在控制值范围内，说明后续条件下的滑坡防治同样有效。由于 BP神经网络具有较优预测效果，以其构建滑坡预测模型，且据其原理，将其正向传播表示为：（3）（4）式中，xj为输入值，xj为隐藏值，yk为输出值，Qj、Qk为阈值，wij、wjk为连接权值，m、n为节点数。一般来说，预测过程均会存在一定预测误差，若不满足期望要求，再通过反向传播修正，即对阈值、权值参数进行修正，修正公式为：（5）式中，W为参数变化量，E为误差向量，J为雅可比矩阵，I为迭代矩阵。通过正、反向传播重复训练，旨在不断提高预测精度，以实现期望目标。3.2.2 防治结果在滑坡变形监测过程中，经统计得到30 期（一周为一期）变形数据，其中，DX1 变形值为13.52 mm，DX2 变形值为10.84 mm，DX3变形值为14.29 mm，3个监测点的变形值均在控制值（35 mm）范围内，即现状条件下的滑坡防治有效。其后，按照分析思路，再开展3 个监测点的变形预测，且在此过程中，将27-30 期数据作为验证样本，其后，外推4 个周期；经统计，3 个监测点的变形预测结果如表1 所示。据表1，在3 个监测点的预测结果中，DX1 监测点的相对误差均值为2.07%，DX2监测点的相对误差均值为2.12%，DX3监测点的相对误差均值为2.10%，三者的预测精度较高，说明31-33期的可信度较高。江西建材岩土工程与勘察2032023年6 月表1 3 个监测点的变形预测结果监测周期/周DX1 监测点的预测结果DX2 监测点的预测结果DX3 监测点的预测结果变形值/mm预测值/mm相对误差/%变形值/mm预测值/mm相对误差/%变形值/mm预测值/mm相对误差/%2712.2011.962.029.859.652.0513.2913.012.102812.6412.392.0110.189.972.1113.6413.352.132913.1412.862.1410.4610.232.1613.9613.672.063013.5213.232.1110.8410.612.0914.2913.982.153113.5910.8814.203213.8711.1014.533314.0511.3814.92据表1 中31-33 期的预测结果，滑坡后续变形具小速率增加趋势，趋于稳定方向发展，且均在变形控制值范围内，说明后续条件下的滑坡防治同样有效。据上，通过滑坡变形在现状条件、后续条件下的分析结果对比，得出各监测点的变形值均在预期控制范围内，即滑坡防治效果较优。4 结语本文通过滑坡勘察成果分析及防治效果评价，得出以下结论。（1）3 个剖面在不同工况条件下的稳定系数存在不同，尤其主滑面的稳定储备相对较差，即此滑坡在不利工况条件下具有较大的失稳风险。（2）结合滑坡特征，将防治措施设计为抗滑桩，且结合防治后的变形数据，得出各监测点在现状条件、后续条件下的变形均在可控范围内，说明滑坡防治效果较优，验证了防治措施的有效性。参考文献 1 刘志强.滑坡勘察难点分析及防治措施研究J.江西建材，2023（1）：125-126，131.2 郝勇，许汉华，秦勇光，等.某边坡稳定性分析及预防和治理措施J.江西建材，2021（1）：119-120.3 张诏飞，席伟.基于 FLAC3D-RAR 的边坡稳定性分析和监测预警J.矿业研究与开发，2023，43（5）：63-68.4 李春阳，贾升安，段顺荣.黄河深切区巨型老滑坡的稳定性评价及后续预警研究J.西北师范大学学报（自然科学版），2023，59（3）：119-125.5 左韵琳，黄东晓.强降雨条件下滑坡稳定性分析及防治措施研究J.水利技术监督，2023（2）：223-227.6 张卢明，周勇，岳建国，等.粉砂质页岩高边坡滑坡动力稳定性分析及防治效果评价J.湖南科技大学学报（自然科学版），2021，36（3）：34-42.（a）基坑北侧 CX2 （b）基坑东侧 CX4 （c）基坑南侧 CX7 （d）基坑西侧 CX9图2 实测水平变形5 结语（1）基于 HS-small土体本构模型的有限元分析结果和实测数据形态能够很好地吻合，该方法能较好地预测基坑围护体的变形和周边环境的沉降，适用于复杂敏感环境下深基坑工程对周围环境影响的分析。（2）经有限元数值模拟计算和施工期现场实测，基坑周边建筑和地铁区间隧道变形均满足规范要求，验证了设计方案的可行性，确保了建筑基坑周边环境安全，可为类似项目实施提供参考。参考文献 1 高广运，高盟，杨成斌，等.基坑施工对运营地铁隧道的变形影响及控制研究J.岩土工程学报，2010，31（9）：453-459.2 李家平.基坑开挖卸载对下卧地铁隧道影响的数值分析J.地下空间与工程学报，2009，5（S1）：1345-1348，1360.3 周泽林，陈寿根，涂鹏，等.基坑开挖对邻近隧道影响的耦合分析方法J.岩土力学，2018，39（4）：1440-1449.4 张保存，董秀竹，郑刚.近接基坑开挖对既有地铁结构影响的数值模拟分析J.铁道标准设计，2012，22（6）：59-62.5 蒋利明，周晓军，莫阳春.基坑开挖对邻近地铁隧道的影响研究J.路基工程，2010，4（151）：194-196.6 王卫东，王浩然，徐中华.上海地区基坑开挖数值分析中土体HS-Small 模型参数的研究J.岩土土力学，2013，34（6）：1766-1774.（上接第200 页）